Koncom 19. storočia vedci vyvinuli základy pre úplné využitie vodnej energie a zemného plynu, dvoch foriem energie, ktoré dnes napájajú väčšinu infraštruktúry na svete. Okrem svojich výhod obe formy predstavujú logistické, ekonomické a etické výzvy, ktoré podporujú diskusiu o ich dlhodobej životaschopnosti ako udržateľných zdrojov energie.
Využívanie prúdov
Egyptská a grécka civilizácia využívali silu tečúcej vody pred tisíckami rokov, najskôr pomocou vodných kolies obracali mlynské kamene a mleli pšenicu. Neskôr továrne v 17. storočí vyvinuli podobné systémy na hromadnú výrobu textilu a nábytku. Trvalý zdroj elektrickej energie umožnilo vziať si elektrický generátor z konca 18. storočia za vodnú energiu. V roku 1881 sa Niagarské vodopády stali miestom prvej vodnej elektrárne slúžiacej na napájanie mestských pouličných svetiel. V priebehu nasledujúcich 10 rokov bolo v Spojených štátoch postavených viac ako 200 ďalších závodov. Po založení rekultivačného úradu v roku 1902 bolo v západných USA vybudovaných viac ako 220 priehrad na zavlažovanie a napájanie a 56 bolo vybavených vodnými elektrárňami.
Hydroelektrické výzvy
Priehrady používané na výrobu vodnej energie ovplyvňujú životné prostredie na viacerých úrovniach. Druhy, ktorým sa darí v riečnych ekosystémoch, môžu trpieť v zdrži vytvorenej priehradou a sedimenty bohaté na živiny zachytené stavbou priehrady môžu mať za následok menšiu úrodnosť pre nivy a delty po prúde. Prehrady prekvapujúco prispievajú aj k hromadeniu skleníkových plynov, keď živé rastliny ponorené do novo vytvoreného rezervoáru zahynú a rozpadnú sa na oxid uhličitý alebo metán. Priehrady tiež prichádzajú so značnými nákladmi na pozemkové práva, ak je to vhodné, na výstavbu a údržbu.
Potrebujete potrubie
Starodávne záznamy z roku 200 p. naznačujú, ako Číňania vytvorili bambusové potrubné systémy na spaľovanie zemného plynu, ktoré používali na odparovanie slanej vody a výrobu soli. Rovnako výstavba infraštruktúry v 19. storočí umožňovala prepravu zemného plynu potrubím a jeho použitie na svetlá v domácich a obchodných štruktúrach. Znížil sa dopyt po elektrine a spojené s ťažkosťami pri preprave zemného plynu široké prijatie, hoci výroba stále stúpala, aby uspokojila regionálny dopyt po vykurovacej vode, domoch a varenie. Produkcia zemného plynu vyvrcholila v USA v roku 1973; asi 17 percent zemného plynu použitého v USA sa v súčasnosti dováža, väčšinou z Kanady.
Prirodzené hľadiská
Zemný plyn pri spaľovaní produkuje oveľa menej oxidu uhličitého, čo z neho robí čistejší zdroj energie ako iné fosílne palivá, ako je ropa alebo uhlie. Musí sa však skladovať a prepravovať vo vysokotlakových uzatvárateľných izolačných systémoch, inak dôjde k úniku. Usadeniny zemného plynu sa často vyskytujú v blízkosti uhoľných baní a ropných vrtov a zvyčajne pozostávajú z metánu s inými zlúčeninami, ako sú bután, propán, vodná para alebo oxid uhličitý. Zemný plyn možno tiež ťažiť z nekonvenčných zdrojov, ako je metán získavaný zo skládok alebo z čistiarní odpadových vôd, čo z neho robí obnoviteľný zdroj. Zemný plyn, ako napríklad usadeniny nachádzajúce sa v plytkých uhoľných ložiskách, môže obsahovať veľké množstvo vody, čo spôsobuje odtok alebo komplikácie pri likvidácii miestneho prostredia.